工程技术
浅谈土钉墙支护深基坑施工工艺
李军杨淑娜
(郑州劲牛建筑有限公司，河南登封452470)
口裔要】基坑土钉墙支护是近年来发展起来用于土体—井挖和边坡稳定的—种新型挡土结构。由于其具有经济、施工快捷等优势，在我国得以迅速推广应用。所谓土钉墙炙护就是用加固和锚固现场原住土体的细长杆件(土钉)作为受力枸件，与被加固的原位土体、喷射混凝土面层组成的支护体系。近几年来，土钉墙支护在我省发展较快，多次用于工业与民用建筑的基坑支护工程中，并与其他支护方法联合使用，
均取得了良好的效果，获得了显著的社会效益和经济教益。
联．键词】深基扳．支护；施工；土钉墙
近几年来，土钉墙支护在我省发展较快，多次用于工业与民用建
筑的基坑支护工程中，并与其他支护方法联合使用，均取得了良好的效
果，获得了显著的社会效益和经济效益。
1土钉墙支护的特点
在水利工程中，为了维护边坡的稳定，防止江河堤坝的崩塌和水
土流失，常用砌筑石块法或用浇筑砼墙等施工技术来加以解决。
1)采用本工法进行深基坑围护施工时，无需设支撑，坑壁变形较小，对周围环境影响较小。2)旌工时可随基坑挖土同时埋设土钉与挖土基本同步施工。3)井点降水可保持基坑干燥、提高挖土、运土的效
率。4)施工工艺及旋工工具简单、结构稳固、质量可靠。5)同比效益
较明显。6)稳定可靠，支护后边坡位移小，水平位移—般为基坑深度的o．1％一02％，最大不超过03％，超载能力强。7)总工期短，可以
随开挖随支护，基本不占用施工工期。8)费用低，经济，与其他支护类型相比，工程造价降低1O％一40％左右。
2±钉墙支护的应用范围与适用条件
2．1士钉墙支护的应用范围
1)托换基础。2)基坑或竖井的支挡。3)基坑工程抢险。4)斜坡
面的稳定。5)与预应力锚杆相结合做斜面的防护。
22适用条件
土钉墙支护一般适用于地下水位以上或进行人工降水后的可塑、
硬塑或坚硬的粘性土，胶结或弱胶结(包括毛细水粘结)的粉土、砂土和角砾、填土；随着土钉墙理论与施工技术的不断成熟，在经过大量工
程实践后，土钉墙支护在杂填土、松散砂土、软塑或流塑土、软土中也
得以应用，并可与混疑土潜主按、钢板桩或在地下水位以上的土层与止
水帷幕等配合使用进行支护，从而扩大了土钉墙支护的使用范围。采用土钉墙支护的基坑其深度不宜超过18m。
3士钉墙支护的作用杌理及工作性能
土钉通过滑裂面将坑周土体加固，土钉与土共同工作，形成了能
大大提高原状土强度和刚度的复合土体，如同重力式挡土墙。在土体受力条件改变的情况下，土体必然发生相应变形，通过土钉加固体与土的
摩擦力，使土钉被动受拉而给土体以约束加固使其稳定，它由密集的土
钉群、被加固的原位土体、喷射混疑土面层和必要的防水系统组戍
面层是复合土钉支护系统中的重要的组成部分，它的主要作用为承受水土压力、土钉端部拉力、地面超载引起的荷载以及限制土体坍塌等，所以对面层进行受力分析和设计是非常重要。但是，国内外无论是
土钉支护还是复合土钉支护，对面层的工作钔理和受力分析研究的都比较少，面层的设计方法和施工多采取经验方法。
针对复合土钉支护型式中的一种—一IE水帷幕与土钉联合支护，国内某些学者提出了面层的计算方法，对其进行受力计算并推导出计算公式。他们认为：在土钉与止水帷幕联合支护中，混凝土面层和止水帷幕共同承受边坡水土压力、土钉端部对其的拉力以及地表超载等荷载。
在计鳓立程中可按照弹性扳来计算，但是计算过程较为复杂。由于面层
在整个支护面上与地基紧密接触，与地基共同变形，符合弹性地基梁的概念，并且从模型试验中观测到面层的变形主要为弯曲变形，在基坑底部处破坏。因此，为简化计算，将弹性板按水平
向和竖直
向分别简
化为发生弯曲破坏的弹性梁，计算模型采用温克尔地基模型。然后根
基本条件列方程，结合边界条件进行求解。面层水平方向计算模型称为
水平向地基梁，竖直方向计算模型称为竖直向地基梁。
1)任何—种支挡结构类型的设计，必须与基坑开挖方式二二应力释
放的工况相吻合。这就除了研究地层条件荷载条件以下，必须明确支挡结构的工作机理。尤其矛盾的是设计的支挡方式是确定的唯一的，而基
坑开脚旧事与工况却是变化的，开}窆JI网芋不同造成应力条件不同，后期坡顶荷载的变化，基坑使用情况的变化，地下水的变化，土质本身条件变化造成强度指标的可能折减，都造成了这种复杂性。2)单一支挡结构由于工作机理的确定，针对单一边坡条件的话其设计方法已逛成熟。
虽然还存在着这样或那样的不足，但与工程实践的接近已是不争的事实。单—悬臂桩支挡，单一土钉墙支挡结构的设计与实践被广泛应用。虽然局部塌整体失稳的工程有报，但已是背离客观的个别现象而已。3)多层反力支点拉单排桩是何支挡结构?是复合支挡结构，由排桩与锚杆两种构件维持工作，这种设计方法为成熟之法。4)微型桩与土钉墙是
何种支挡结}勾?复合支挡结构。微型桩发挥何种作用?只能假设无有土
钉单一微型桩支挡结构在各工况之下表现出来的变异；这种复合支挡结构肯定是在单一支挡结构不足以表现的前提下发挥—个互补作用，这个
互补作用要在多种工况之下的递进互补为主，所以这种复杂性要求没计人必须能识别互补交叉的的弱点，用包络线的方法来弥补之。
4施工质量要求及验收标准
1)认真讨论支护技术方案，做好向施工人员技术交底工作，使大
家明确施工工艺，技术要领和质量标准。2)对土钉的安装、注浆、喷混凝土、焊接等关键工序实行工程技术人员踉班作业，确保质量符合设计要求。3)实行全面质量管理，对每一道工序严把质量关，分合以下
质量标差±1OOmm，孔径允许偏差±50mm。
5施工监测
采用闭合法，要求三等水准精度。在远离基坑边线15m外选定基
准点，在基坑周边及马路、管线沟边设置观测点，并记录观测结果与原始数据的差值即为总的位移量：根据时间与变形增量绘制位移曲线，以7d为一周期，每周期绘制一次S—t曲线图：检测结果评析。方向线交汇法，二级导线精度。每次观测结果与原始数据的差值即为总的位移
量：根据时间与变形增量绘制位移曲线，以7d为一周期，每周期绘制一次S—t曲线图：检测结果评析。根据基坑开挖、支护的进度计划，基坑检测分为3个阶段，根据不同施工阶段诱发基坑形变程度的不同，确定相应的观测频率：第一阶段：土方开挖Om一4．5m深度期间内，每2
天观测一次。第二阶段：土方开挖4．5m～92m深度期间内，每天观测
1次。2次，如出现险情，每2h观测1次，全天不问断。第三阶段：土方开挖、支护完成，每2天观测1次(持续至土方回填完，如长时间无’
变化，可每周观测1次)。
6结语
基坑士钉墙支护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的～种新型挡土结构。由于其具有经济、施工快捷等优势，在我国得以迅速
推广应用。i衅来，土钉墙支护在我省发展较快，多次用于工业与民
用建筑的基坑支护工程中，并与其他支护法联合使用，均取得了良好
的效果，获得了显著的社会效益和经济效益。
工程技术
浅谈土钉墙支护深基坑施工工艺
李军杨淑娜
(郑州劲牛建筑有限公司，河南登封452470)
口裔要】基坑土钉墙支护是近年来发展起来用于土体—井挖和边坡稳定的—种新型挡土结构。由于其具有经济、施工快捷等优势，在我国得以迅速推广应用。所谓土钉墙炙护就是用加固和锚固现场原住土体的细长杆件(土钉)作为受力枸件，与被加固的原位土体、喷射混凝土面层组成的支护体系。近几年来，土钉墙支护在我省发展较快，多次用于工业与民用建筑的基坑支护工程中，并与其他支护方法联合使用，
均取得了良好的效果，获得了显著的社会效益和经济教益。
联．键词】深基扳．支护；施工；土钉墙
近几年来，土钉墙支护在我省发展较快，多次用于工业与民用建
筑的基坑支护工程中，并与其他支护方法联合使用，均取得了良好的效
果，获得了显著的社会效益和经济效益。
1土钉墙支护的特点
在水利工程中，为了维护边坡的稳定，防止江河堤坝的崩塌和水
土流失，常用砌筑石块法或用浇筑砼墙等施工技术来加以解决。
1)采用本工法进行深基坑围护施工时，无需设支撑，坑壁变形较小，对周围环境影响较小。2)旌工时可随基坑挖土同时埋设土钉与挖土基本同步施工。3)井点降水可保持基坑干燥、提高挖土、运土的效
率。4)施工工艺及旋工工具简单、结构稳固、质量可靠。5)同比效益
较明显。6)稳定可靠，支护后边坡位移小，水平位移—般为基坑深度的o．1％一02％，最大不超过03％，超载能力强。7)总工期短，可以
随开挖随支护，基本不占用施工工期。8)费用低，经济，与其他支护类型相比，工程造价降低1O％一40％左右。
2±钉墙支护的应用范围与适用条件
2．1士钉墙支护的应用范围
1)托换基础。2)基坑或竖井的支挡。3)基坑工程抢险。4)斜坡
面的稳定。5)与预应力锚杆相结合做斜面的防护。
22适用条件
土钉墙支护一般适用于地下水位以上或进行人工降水后的可塑、
硬塑或坚硬的粘性土，胶结或弱胶结(包括毛细水粘结)的粉土、砂土和角砾、填土；随着土钉墙理论与施工技术的不断成熟，在经过大量工
程实践后，土钉墙支护在杂填土、松散砂土、软塑或流塑土、软土中也
得以应用，并可与混疑土潜主按、钢板桩或在地下水位以上的土层与止
水帷幕等配合使用进行支护，从而扩大了土钉墙支护的使用范围。采用土钉墙支护的基坑其深度不宜超过18m。
3士钉墙支护的作用杌理及工作性能
土钉通过滑裂面将坑周土体加固，土钉与土共同工作，形成了能
大大提高原状土强度和刚度的复合土体，如同重力式挡土墙。在土体受力条件改变的情况下，土体必然发生相应变形，通过土钉加固体与土的
摩擦力，使土钉被动受拉而给土体以约束加固使其稳定，它由密集的土
钉群、被加固的原位土体、喷射混疑土面层和必要的防水系统组戍
面层是复合土钉支护系统中的重要的组成部分，它的主要作用为承受水土压力、土钉端部拉力、地面超载引起的荷载以及限制土体坍塌等，所以对面层进行受力分析和设计是非常重要。但是，国内外无论是
土钉支护还是复合土钉支护，对面层的工作钔理和受力分析研究的都比较少，面层的设计方法和施工多采取经验方法。
针对复合土钉支护型式中的一种—一IE水帷幕与土钉联合支护，国内某些学者提出了面层的计算方法，对其进行受力计算并推导出计算公式。他们认为：在土钉与止水帷幕联合支护中，混凝土面层和止水帷幕共同承受边坡水土压力、土钉端部对其的拉力以及地表超载等荷载。
在计鳓立程中可按照弹性扳来计算，但是计算过程较为复杂。由于面层
在整个支护面上与地基紧密接触，与地基共同变形，符合弹性地基梁的概念，并且从模型试验中观测到面层的变形主要为弯曲变形，在基坑底部处破坏。因此，为简化计算，将弹性板按水平
向和竖直
向分别简
化为发生弯曲破坏的弹性梁，计算模型采用温克尔地基模型。然后根
基本条件列方程，结合边界条件进行求解。面层水平方向计算模型称为
水平向地基梁，竖直方向计算模型称为竖直向地基梁。
1)任何—种支挡结构类型的设计，必须与基坑开挖方式二二应力释
放的工况相吻合。这就除了研究地层条件荷载条件以下，必须明确支挡结构的工作机理。尤其矛盾的是设计的支挡方式是确定的唯一的，而基
坑开脚旧事与工况却是变化的，开}窆JI网芋不同造成应力条件不同，后期坡顶荷载的变化，基坑使用情况的变化，地下水的变化，土质本身条件变化造成强度指标的可能折减，都造成了这种复杂性。2)单一支挡结构由于工作机理的确定，针对单一边坡条件的话其设计方法已逛成熟。
虽然还存在着这样或那样的不足，但与工程实践的接近已是不争的事实。单—悬臂桩支挡，单一土钉墙支挡结构的设计与实践被广泛应用。虽然局部塌整体失稳的工程有报，但已是背离客观的个别现象而已。3)多层反力支点拉单排桩是何支挡结构?是复合支挡结构，由排桩与锚杆两种构件维持工作，这种设计方法为成熟之法。4)微型桩与土钉墙是
何种支挡结}勾?复合支挡结构。微型桩发挥何种作用?只能假设无有土
钉单一微型桩支挡结构在各工况之下表现出来的变异；这种复合支挡结构肯定是在单一支挡结构不足以表现的前提下发挥—个互补作用，这个
互补作用要在多种工况之下的递进互补为主，所以这种复杂性要求没计人必须能识别互补交叉的的弱点，用包络线的方法来弥补之。
4施工质量要求及验收标准
1)认真讨论支护技术方案，做好向施工人员技术交底工作，使大
家明确施工工艺，技术要领和质量标准。2)对土钉的安装、注浆、喷混凝土、焊接等关键工序实行工程技术人员踉班作业，确保质量符合设计要求。3)实行全面质量管理，对每一道工序严把质量关，分合以下
质量标差±1OOmm，孔径允许偏差±50mm。
5施工监测
采用闭合法，要求三等水准精度。在远离基坑边线15m外选定基
准点，在基坑周边及马路、管线沟边设置观测点，并记录观测结果与原始数据的差值即为总的位移量：根据时间与变形增量绘制位移曲线，以7d为一周期，每周期绘制一次S—t曲线图：检测结果评析。方向线交汇法，二级导线精度。每次观测结果与原始数据的差值即为总的位移
量：根据时间与变形增量绘制位移曲线，以7d为一周期，每周期绘制一次S—t曲线图：检测结果评析。根据基坑开挖、支护的进度计划，基坑检测分为3个阶段，根据不同施工阶段诱发基坑形变程度的不同，确定相应的观测频率：第一阶段：土方开挖Om一4．5m深度期间内，每2
天观测一次。第二阶段：土方开挖4．5m～92m深度期间内，每天观测
1次。2次，如出现险情，每2h观测1次，全天不问断。第三阶段：土方开挖、支护完成，每2天观测1次(持续至土方回填完，如长时间无’
变化，可每周观测1次)。
6结语
基坑士钉墙支护是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的～种新型挡土结构。由于其具有经济、施工快捷等优势，在我国得以迅速
推广应用。i衅来，土钉墙支护在我省发展较快，多次用于工业与民
用建筑的基坑支护工程中，并与其他支护法联合使用，均取得了良好
的效果，获得了显著的社会效益和经济效益。